TSMCs neue 3nm-Chip-Wafer zum Preis von 20.000 Dollar

von: Joseph Lee am 5. Dezember 2022

TSMC hat die Preise für seine neueste und kleinste Chipknoten-Technologie bekannt gegeben, die um 25 % über denen der aktuellen 5nm-Wafer liegen. Die neuen Wafer mit 3nm-Knoten-Technologie werden 20.000 Dollar pro Stück kosten. Diese Nachricht kommt überraschend, da Samsung bereits Partnerschaften mit großen Elektronikunternehmen angekündigt hat, die das Gleichgewicht der Marktanteile von Taiwan weg verschieben könnten.

 

Was ist der 3nm Node Wafer von TSMC?

TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) ist der weltweit führende Hersteller moderner Computerchips und produziert über 50 % aller weltweit verkauften modernen Halbleiter.

TSMC stellt erstmals die 3N-Technologie vor, mit der die Dichte der Transistoren, die auf einem Halbleiterwafer platziert werden können, deutlich erhöht wird. Dies führt zu höherer Leistung und geringerem Stromverbrauch. TSMC kündigte an, dass der 3nm-Knoten den Stromverbrauch um bis zu 30 % senken und die Geschwindigkeit um bis zu 15 % erhöhen wird, verglichen mit dem vorherigen 5nm-Knoten.

Die folgende Tabelle zeigt die Transistordichte in Abhängigkeit von der Größe des Knotenprozesses. Je besser der Knotenprozess (kleinere Größe), desto höher die Transistordichte.

 

Knotenpunkt ProzessJahr der EinführungTransistor-Dichte
7nm FinFET201890-102 Millionen Transistoren/mm^2
5nm FinFET2020130-230 Millionen Transistoren/mm^2
3nm FinFET2022300 Millionen Transistoren/mm^2

 

Zum Vergleich: Ein Apple MacBook mit dem M1 Pro Prozessor verwendet die 5nm-Technologie und verfügt über insgesamt 57 Milliarden Transistoren, was einer Dichte von etwa 200 Millionen Transistoren pro Quadratmillimeter entspricht.

 

Rechtfertigung des Preises für den Wafer im 3nm-Prozess

Dieser Preisanstieg von 25 % für den 3nm-Wafer wird die Elektronikhersteller zwingen, ihre Preise zu erhöhen, was zu höheren Preisen für Grafikkarten, Prozessoren und Smartphones führen wird.

 

TSMC-WaferPreisgestaltungErhöhung der Dichte
7nm FinFET-Wafer$10,000 USD2x Steigerung von 8nm auf 7nm
5nm FinFET-Wafer$16,000 USD1,8-fache Steigerung von 7nm auf 5nm
3nm FinFET-Wafer$20,000 USD1,3 Erhöhung von 5nm auf 3nm

 

Wie oben dargestellt, verdoppelt sich die Transistordichte nicht mehr alle zwei Jahre. Bereits 1965 sagte Gordon Moore, der Mitbegründer von Intel, voraus, dass sich die Transistordichte auf einem Chip etwa alle zwei Jahre verdoppeln würde, während die Kosten des Chips weiter sinken würden. Dieser Trend, auch bekannt als Moore's Law, zeigt einen exponentiellen Anstieg der Verarbeitungsleistung neuer Chips. Mit einem Anstieg der Transistordichte von nur 30 % vom 5-nm- auf den 3-nm-Wafer scheint sich die Entwicklung der Chipdichte jedoch deutlich verlangsamt zu haben und nicht mehr den typischen Anstieg von fast dem Zweifachen der Dichte zu erreichen.

 

Samsungs 3nm-Wafer vs. TSMCs 3nm-Wafer

Samsung hat ebenfalls einen 3nm-Wafer vorgestellt, der auf der überlegenen GAAFET-Technologie basiert, während TSMC seinen 3nm-Wafer mit der älteren FinFET-Technologie herstellt.

Diese Nachricht stärkts Samsungs Wettbewerbsfähigkeit, da es sich Käufer für seine Wafer im 3nm-Prozess sichert. Samsung gab öffentlich bekannt, dass es Vereinbarungen mit großen Herstellern wie Qualcomm, Nvidia, IBM und Baidu getroffen hat. Da Apple, AMD und Nvidia ihre 5nm-Chipwafer derzeit von TSMC beziehen, könnte die Umstellung auf Samsungs 3nm-Wafer zu einer erheblichen Verschiebung der Marktanteile führen.

 

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